Структурное и кинематическое исследование рычажного механизма. Построение планов скоростей и ускорений. Анализ сил, действующих на механизм: расчет сил инерции и моментов сил инерции и ведущих звеньев. Расчет маховика. Проектирование зубчатых передач.
Аннотация к работе
Механизм привода насоса типа НДМ-4 предназначен для осуществления возвратно-поступательного движения ползуна. В данном механизме сила давления ползуна максимальна в конце рабочего хода из за чего и происходит дробление материала Характер движения ползуна дробилки должен быть различным в обе стороны.Степень подвижности механизма определим по формуле Чебышева Разбиваем механизм на группы Ассура: группа II класса 1-го порядка (шатун 2 - коромысло 3) и группа II класса 2-го порядка (шатун 4 - ползун 5) [2].Построение кинематической схемы начинаем с разметки неподвижных опор рычажного механизма. В этом положении достраиваем кинематическую схему в выбранном масштабе. Разбиваем траекторию движения точки А кривошипа на 8 равных дуг, начиная от нулевого положения и в каждом из этих положений выстраиваем кинематическую схему механизма.Построение плана скоростей начинаем от входного звена - кривошипа ОА. Из точки р, принятой за полюс плана скоростей (см. лист 1), откладываем в направлении вращения кривошипа 1 вектор ра = 100 мм скорости точки А, принадлежащей кривошипу. В этой системе VB обозначен вектор скорости точки В, принадлежащей шатуну 2; VBA - вектор относительной скорости точки В относительно точки А. Из полюса р (поскольку VC = 0) проводим линию, перпендикулярную кривошипу 3 . Точка b пересечения этих линий дает конец вектора искомой скорости VB. Чтобы определить скорость любой точки звена механизма, необходимо, исходя из подобия, найти соответствующую точку на одноименном отрезке плана скоростей и из полюса в эту точку провести вектор, который и будет вектором скорости данной точки.Рассмотрим построение плана ускорений для положения 2 (?1=90?). Величину нормального относительного ускорения определим [2] как ANBA = ?22·АВ = 1,602·1,12 = 2,867 м/с2 , Направлен этот вектор от точки В к точке А параллельно шатуну АВ в направлении от точки В к точке А, а его длина в масштабе плана NBA = ANBA/?а = 2,867 /0,375 = 7,65 мм. Направлен этот вектор от точки В к точке С параллельно коромыслу в направлении от точки В к точке С, а его длина в масштабе плана NBC = ANBC/?а = 17,208 /0,375 = 45,89 мм. Точка пересечения линий действия ускорений А?ВA и А?ВС даст точку b конца вектора полного ускорения точки B. Направлен этот вектор от точки E к точке D параллельно звену ED, а его длина в масштабе плана NED = ANED/?а = 1,682/0,375 = 4,485 мм.Откладываем по оси абсцисс отрезок 192 мм, изображающий угол поворота кривошипа 360? и делим его на 8 равных частей. От точек, соответствующих углам поворота ?1 = 45?, ?1 = 90?, … откладываем ординаты, равные расстояниям Е0Е1, Е0Е2 и т.д., проходимые точкой Е от начала отсчета в масштабе ?s = 0.00359 м/мм. Определяем масштабные коэффициенты по времени и по углу поворота ?t = 2?/(?1·L) = 2?/(21·192) = 0,00156 с/мм ?? = 2?/L = 2?/192 = 0.0327 рад/мм Строим график скорости точки Е графическим дифференцированием графика S(?1). Разбиваем ось абсцисс графика S(?1) на 24 равных участка.Вычерчиваем на листе (см. лист 2) кинематическую схему механизма в положении 2 (?2=90?). Переносим с листа 1 план ускорений механизма и определяем ускорения центров масс звеньев 2, 3, 4 и 5 и угловое ускорение звеньев 2, 3 и 4 (см. п.1.4). Силы инерции прикладываются в центрах масс звеньев: в т. Моменты сил инерции прикладываем к звеньям 2, 3 и 4 в направлениях, противоположных угловым ускорениям ?2, ?3 и ?4.Для звена 4 заменяем силу инерции Fи4 и момент сил инерции МИЧ одной силой Fи4", равной по величине и направлению силе Fи4, но приложенной в центре качания k4 звена. Для его нахождения вычисляем плечо рычажный механизм маховик hи4 = МиЧ/Fи4 = 2,56688/59,997 = 0,04278 м, что в масштабе кинематической схемы ?L=0.01 м/мм составляет 4,278 мм, и смещаем силу Fи4 на 4,278 мм параллельно самой себе так, чтобы обеспечить относительно точки S4 момент такого же направления, что и МиЧ. Для звена 3 заменяем силу инерции Fи3 и момент сил инерции МИЗ одной силой Fи3", равной по величине и направлению силе Fи3, но приложенной в центре качания k3 звена. Для звена 2 заменяем силу инерции Fи2 и момент сил инерции Ми2 одной силой Fи2", равной по величине и направлению силе Fи2, но приложенной в центре качания k2 звена. Прикладываем к звену 5 внешние силы Рпс= 800 Н, G5= 186,39 Н и Fи5=53,333 Н, а к звену 4 - силу Fи4"= 59,997 Н, приложенную в центре качания звена k4 и силу веса G4 = 68,57 H.А реакцию R21 =888,32 Н, развернув вектор R12 на 180?, а также уравновешивающую силу Fyp перпендикулярно звену. Выбрав масштаб ?F = 8,8832 Н/мм, строим план сил для звена 1 по уравнению Fyp R21 R01 = 0, и определяем из плана сил величину реакции В соответствующих точках отрезков этого плана прикладываем все известные внешние силы, включая силы инерции и уравновешивающую силу, перенося их параллельно самим себе со схем групп Ассура.В соответствии с заданием строим диаграмму нагрузок (график 1 на листе 3). Для этого на планах скоростей замеряем углы между направлением скоростей центров масс и направлением сил тяжести (верти
План
Оглавление
Введение
1. Кинематический анализ механизма
1.1 Структурный анализ рычажного механизма
1.2 Построение кинематической схемы
1.3 Построение планов скоростей
1.4 Построение планов ускорений
1.5 Кинематические диаграммы точки Е ползуна
2. Кинетостатический анализ механизма
2.1 Определение сил, действующих на звенья механизма
2.2 Замена сил инерции и моментов сил инерции
2.3 Определение реакций в кинематических парах группы Ассура (4-5)
2.4 Определение реакций в кинематических парах группы Ассура (2-3)
2.5 Силовой расчет ведущего звена
3. Расчет маховика
4. Проектирование зубчатых передач
4.1 Проектирование прямозубой эвольвентной передачи
4.1.1 Геометрический расчет передачи
4.1.2 Построение картины зацепления
4.1.3 Расчет эксплуатационных характеристик передачи